Rust std::sync::mpsc：用通道转移所有权通信

更新时间：2026-09-20。Rust 并发的口号是「不要通过共享内存来通信，而要通过通信来共享内存」。标准库提供多生产者、单消费者（multi-producer, single-consumer）通道。无锁队列四象限的系统视角见 消息队列四象限，共享内存方案见 Arc/Mutex。

一、基本：单生产者 → 单消费者

use std::sync::mpsc;
use std::thread;

let (tx, rx) = mpsc::channel();
thread::spawn(move || {
    tx.send(String::from("hello")).unwrap(); // send 拿走所有权
});
let msg = rx.recv().unwrap();                // 阻塞等下一条
println!("{msg}");

send(v) 把 v 的所有权转移给接收端，发送后原变量不可再用——编译器据此保证不会有两个线程同时碰这个值。

二、多生产者：clone 发送端

Receiver 只有一个，但 Sender 可以 clone，每个生产者一份：

let (tx, rx) = mpsc::channel();
for i in 0..3 {
    let tx = tx.clone();
    thread::spawn(move || tx.send(i).unwrap());
}
drop(tx); // 主线程这份原始 tx 也要 drop，否则通道永不关闭
for v in rx { println!("{v}"); } // 所有 tx drop 后，迭代自然结束

三、关闭语义：recv 何时返回 Err

• 通道里还有消息：recv 照常取出。
• 消息取空、且所有 Sender 都已 drop：recv 返回 Err(RecvError)，for v in rx 结束。
• 只要还有一个 tx 活着，recv 就继续阻塞等待。因此忘了 drop 多余的 tx，消费者会永远挂住，这是最常见的坑。

四、接收方式与同步通道

写法	行为
rx.recv()	阻塞直到有值或通道关闭
rx.try_recv()	不阻塞，空时返回 Err(TryRecvError::Empty)，可轮询
rx.recv_timeout(d)	等最多 d，超时返回 Err(Timeout)
for v in rx	阻塞迭代到关闭

// 有界同步通道：容量 0/有限，send 在缓冲区满时阻塞，天然背压
let (tx, rx) = mpsc::sync_channel(2);

普通 channel 是无界的（发送不阻塞、生产过快会堆积内存）；要限制在途消息用 sync_channel(n)，n=0 即 rendezvous（发送方阻塞到接收方取走）。

五、常见坑

1. 忘了 drop 原始/多余的 tx：for v in rx 或最后一次 recv 永不结束。
2. 想多个线程共用 rx：Receiver 不是 Sync，不能 clone 共享；需要 MPMC 用 crossbeam-channel/flume。
3. send 后继续用值：所有权已移交，编译报错。
4. 无界通道当背压队列：生产快于消费会 OOM，用 sync_channel 或第三方有界通道。
5. 通道里传非 Send 类型（如 Rc）：编译失败，换 Arc。
6. 把 recv 放主线程无限阻塞：配合 recv_timeout 或 shutdown 信号，避免无法优雅退出。

总结

std::sync::mpsc 提供多生产者单消费者通道，channel() 返回 (tx,rx)，send 转移值的所有权、recv 阻塞取值，克隆 tx 即可让多个线程生产、而 rx 唯一不可共享；通道在所有 Sender 都 drop 后才关闭，recv 随之返回 Err、for 迭代结束，所以务必 drop 掉不再使用的发送端，否则消费者永久挂起；普通 channel 无界不背压，要用 sync_channel(n) 限制在途消息，需要多消费者或更丰富特性则上 crossbeam-channel/flume。